איך אפשר להפוך את הבית למצפה כוכבים בעזרת צנצנת ופנס?

בניסוי הנוכחי נבנה מקרן כוכבים קטן שמקרין צורות של קבוצות כוכבים ידועות על הקיר או על התקרה.

ציוד

  • צנצנת גדולה
  • מפת קבוצות כוכבים שאפשר להוריד מהאתר שלנו ולהדפיס: גדול, בינוני, קטן (ובפורמט של תמונה: גדול, בינוני, קטן)
  • נעץ
  • קיסם
  • מספריים
  • טלפון נייד (עם פנס)

הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון:

הערה: בניסוי אני מזכיר את קבוצת קפאוס, אבל לא מבטא את שמה נכונה: ההגייה הנכונה היא קֶפֶאוּס (Cepheus)

הסבר והרחבה

בתנ"ך, כאשר הכותב רצה לציין מספר גדול מאוד מאוד מאוד - הוא השתמש בביטוי "כְּכוֹכְבֵי הַשָּׁמַיִם וְכַחוֹל אֲשֶׁר עַל-שְׂפַת הַיָּם" בימיינו, החצי השני של הדימוי מאוד ברור - ברור שיש אינספור גרגירי חול על שפת הים, אבל 'כוכבי השמיים'? - כאשר אני, לדוגמה, שגר בעיר רחובות, יוצא החוצה בלילה ומסתכל בשמיים - חוץ מהירח אני מסוגל לראות אולי עוד  10-20 נצנוצי אור קלושים, וגם זה בקושי. אז איזו ברכה זו? איזה דימוי זה?

הסיבה שהדימוי 'לא עובד' בימיינו היא בגלל שאנו חיים בעת המודרנית, שבה כל הערים מוארות בחוזקה בלילה בתאורת רחוב, תאורת כבישים, מגרשי חניה ואורות הבוקעים מהבתים. כול האורות הללו גורמים לתאורת רקע שמאירה גם את השמיים ומפריעה לנו לראות את הכוכבים. התופעה הזאת נקראת 'זיהום אור' והיא תופעה חדשה יחסית של החיים המודרניים. אם נלך אחורה קצת יותר מ-100 שנה, לא היה דבר כזה. הלילה היה חשוך לחלוטין ללא תאורת רקע, והשמיים היו זרועים באינספור כוכבים מנצנצים.

האנשים שחיו בעבר הבחינו שרוב הכוכבים בשמיים נמצאים בתבניות קבועות ובלתי משתנות (פרט לכוכבי הלכת), כלומר כל ערב אפשר לצאת ולזהות את אותם הכוכבים שנראו גם בערב הקודם. תוך הפגנת דימיון - הם גם ראו צורות שונות שכוכבים "קרובים" זה לזה יוצרים: נחש מים, בתולה, אריה, ברבור, עקרב ועוד ועוד. למעשה, תרבויות רבות ראו וסיווגו צורות רבות בין כוכבי השמיים - כל תרבות כיד הדימיון הטובה עליה (מנסיוני צריך הרבה דימיון כדי לראות את כל הצורות שהקדמונים ראו). את המילה קרובים כתבתי במרכאות כפולות משום שהיום אנו יודעים שבהרבה מקרים הכוכבים רק נראים לנו מכדור הארץ קרובים זה לזה, אבל למעשה הם יכולים להיות במרחקים אדירים אלו מאלו, ורק האורות המגיעים אלינו נראים "קרובים".

כיום איגוד האסטרונומיה הבינלאומי מגדיר 88 קבוצות כוכבים (שמבוססות על הקבוצות שראו הקדמונים) ביניהן קפאוס וקסיופיאה שמוצגים בניסוי, וגם 'הדובה הגדולה' ו'הדובה הקטנה'- ש'העגלה הגדולה' ו'העגלה הקטנה' שמוצגת בניסוי היא חלק ממנה (העגלה הגדולה והעגלה הקטנה, שהן רק חלק מתוך קבוצת כוכבים הן מה שהאסטרונומים מכנים 'אסטריזם').

מקרן הכוכבים שבניסוי מבוסס על העובדה שאור נע בקווים ישרים: כאשר אנו מנקבים נקב זעיר בנייר, אלומת אור שיוצאת מהפנס עוברת דרכו בקו ישר - וממשיכה הלאה בקו ישר, עד שהיא פוגעת בקיר או במסך שעליו היא יוצרת נקודת אור. כאשר אנו מנקבים כמה נקבים בתבנית של קבוצת כוכבים, יוצאות מספר אלומות אור ישרות לפי תבנית הניקוב, וכאשר הן פוגעות בקיר או מסך הן יוצרות את המראה היפה של קבוצות הכוכבים מוקרנת על הקיר, לפי המרחקים היחסיים שלהם, פחות או יותר. כיוון שהאור יוצא מנקודה בודדת (הפנס) ומשם מתפשט הלאה לנקבים רבים, אלומות האור שיוצאות מהמקרן הן אלכסוניות זו לזו - ונוצרת תופעה של הגדלה: ככל שהמסך רחוק יותר ממקור האור, כך הנקודות שמוקרנו עליו רחוקות יותר, וההפך. אולם ככל שהנקודות מתרחקות הן גם נחלשות, אז לא מומלץ להקרין על קיר רחוק מאוד. חשוב להשתמש בפנס בעל נורה יחידה (כמו בטלפונים), אם תשמשו בפנס המכיל שתי נורות או יותר תקבלו מקרן 'מבולבל' המציג את קבוצות הכוכבים בכפילות, כמספר הנורות (משום שכל נורה היא מקור אור להקרנה).

שימו לב שפנים הדף צבוע שחור, זה משום ששחור הוא 'צבע' שלמעשה בולע את כל האור, ולא נותן לו להמשיך הלאה, ככה אנו מונעים את תופעות 'זיהום האור' מלהתרחש בניסוי שלנו. אם אתם לא יכולים להדפיס את דפי קבוצות הכוכבים מהאתר שלנו, ובכל זאת רוצים לבצע את הניסוי, הקפידו לצבוע בשחור את הדף שבו אתם משתמשים, או השתמשו בבריסטול עבה שמונע מהאור לעבור דרכו.

6 תגובות

  • איילת

    השתתפות

    שלום רב, אני וילדיי צופים אדוקים בניסויים כבר כמה שנים, ואנחנו נהנים מהם ולומדים מהם מאד. בני דור בן שמונה וחצי וישמח מאד להשתתף כעוזר באחד הניסויים. יש לו גם שאלה לגבי מטוסי נייר: מטוס נייר מסוים שהוא תכנן טס הרבה יותר טוב ממטוסי הנייר האחרים והוא מעוניין לדעת את הסיבה. תודה מראש, איילת ודור

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    אוסיף

    היי איילת (ודור)
    ממש משמח אותי לקרוא. בבקשה שלחי לי פרטי יצירת קשר למייל: avraham.saig@weizmann.ac.il
    ואוסיף אותו לרשימת המעוניינים. (לצערי בגלל עודף ביקוש אני לא יכול להיענות לכל ההצעות). בכל מקרה הצילומים בדרך כלל מתרחשים בזמן החופשות מבית הספר - סביר שהבאים יהיו רק בחופש הגדול. בכל מקרה אם כן - יצרו איתכם קשר לקראתם.

    בקשר למטוס - קצת קשה לענות בלי לראות, אז אענה תשובה כללית שתמיד נכונה: מטוס שעף טוב זה בעצם מטוס שלא נופל מהר, שמתנגד לכוח המשיכה. הסיבה שמטוס לא נופל / מתנגד לכוח המשיכה היא שהוא מיצר איזה שהוא כוח עילוי שמתנגד לכוח המשיכה. כנראה משהו בעיצוב של המטוס שטס 'טוב' גורם ליותר כוח עילוי. בדרך כלל הסיבה היא צורת וזווית הכנפיים שכנראה מסיטות יותר אוויר כלפי מטה בזמן תנועת המטוס קדימה, מה שגורם ליותר כוח עילוי (כלפי מעלה) כלפי המטוס.

    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • אפרת

    השתתפות בניסוי

    שלום,
    בני בן ה-6 צופה אדוק בניסויי מדע בבית, וישמח מאוד להשתתף באחד הניסויים.
    אשמח מאוד אם הדבר יתאפשר.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    8

    היי אפרת
    אני שמח לשמוע. גיל 6 נשמע לי עדיין טיפ-טיפה קטן מדי. אם הוא עדיין יתעניין בגיל 8 תפני אלי שוב ואשמח מאוד אם בנך יבוא להצטלם.

    אבי

  • גמיל עמאר

    ניסויים ביתיים

    מאוד מעניין ומאתגר אבל מה עם האוכלוסיה האחרת,- (לא דוברי עברית)

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תרגום לערבית

    שלום גמיל
    אנחנו עובדים עכשיו ממש על תרגום כל האתר לערבית. בנוסף - הרבה סרטים שלנו ביוטיוב מכילים גם כתוביות בערבית, ראה בפלייליסט הבא:
    https://www.youtube.com/playlist?list=PL0381D25BDB2971F0
    ראה גם בקישור כאן - כתבות בערבית מהאתר הישן (עוד מעט יעברו גם לאתר החדש):
    http://davidson-old.weizmann.ac.il/ar/davidson-online
    אם אתה מעוניין -תכתוב לי, אפשר גם להכין ספציפית תבנית כוכבים עם כיתוב בערבית.

    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע